为什么对密封端面的粗糙度要求很高

密封端面越光洁，承载能力越大，尤其是端面比压大的密封更显得重要。密封端面粗糙度不同，承载面积差别很大。有人只将密封端面研磨后就安装使用，由表1可知，此时只有40％的承载面积，显然端面比压增加1.5倍。假如端面比压为0.4MPa，实际上将达到1.0MPa。对碳化钨环和石墨配对的摩擦副，由于硬度和弹性的不同就有可能在碳化钨环表面的高点处，因局部压力过大而发热甚至裂纹，石墨环表面将磨出细微的环状沟纹。泵的振动和动静环的不同心，会加剧这种磨损。被磨损掉的石墨存在于密封端面之间，形成了磨粒磨损，使磨损变得更加剧烈，泄露出来的介质含有石墨的颗粒而呈现黑色。很多密封安装后，开泵出现这种现象，其原因在于密封端面不光洁或不平。

密封端面的粗糙度要求很高是因为它直接关系到密封性能的好坏和使用寿命的长短。下面是几个主要原因：

1. 减小泄漏：当密封端面的粗糙度较低时，即端面更加光滑时，可以更好地贴合，这样可以有效减少介质的泄漏。泵在运转中，介质通过密封端面间的微小间隙泄漏时，如果端面光洁，则泄漏会相应减少。

2. 提高承载能力：光洁的密封端面能够提供更大的有效承载面积。正如你所描述，如果端面只有40%的承载面积，则实际的端面比压会因为有效面积的减小而增大。这种增大的比压会使得摩擦副更容易损坏。

3. 防止磨损：粗糙的端面在密封环动静两方之间会产生较大的磨擦，导致加速磨损。磨损产生的颗粒还会进一步加剧磨损，形成恶性循环。

4. 避免损坏：在硬度不同的材料配对中，如碳化钨环和石墨环，高粗糙度的端面可能会导致接触点承受过大的局部压力，从而生成过热和裂纹，甚至造成材料的断裂。

5. 降低振动：机械振动可以通过光洁的密封端面更好地传递，而不会引起过度的磨损。动静环不同心的情况下，较低的粗糙度也有助于减少因振动或不同心引起的额外损伤。

因此，在设计和维护密封系统时，确保密封端面有较高的光洁度是非常关键的，这不仅有助于提高密封效果，还能延长密封件的使用寿命，减少维修和更换的频率，从而降低成本和维护工作量。
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